Làm thế nào thích hợp để sử dụng các nguồn năng lượng nhiệt thay thế để tổ chức sưởi ấm? Hiện nay, hai loại cung cấp nhiệt là phổ biến - hệ thống địa nhiệt và năng lượng mặt trời. Thứ hai là phổ biến nhất. Làm thế nào để làm nóng năng lượng mặt trời tại nhà bằng tay của chính bạn: người thu gom, pin và sơ đồ hệ thống dây điện?
Sử dụng năng lượng mặt trời để cung cấp nhiệt
Một trong những nguyên tắc xác định để xây dựng bất kỳ hệ thống sưởi ấm là sự nhanh nhạy. Những, cái đó. tất cả các khoản đầu tư phải trả hết trong một khoảng thời gian nhất định. Về vấn đề này, sưởi ấm một ngôi nhà bằng năng lượng mặt trời là khoản đầu tư hiệu quả và có lợi nhất về tài chính.
Năng lượng mặt trời về cơ bản là một nguồn nhiệt miễn phí. Nó có thể được sử dụng theo nhiều cách - để trang bị hệ thống sưởi ấm hoặc chế tạo hệ thống cấp nước nóng tự trị. Nếu bạn nghiên cứu kỹ các đánh giá về sưởi ấm từ các tấm pin mặt trời - bạn có thể xác định một mối quan hệ thú vị. Làm nóng càng chuyên nghiệp (thu gom tại nhà máy, sưởi ấm bổ sung, điều khiển điện tử) - hiệu quả cung cấp nhiệt càng cao.
Những phương pháp nào có thể biến năng lượng mặt trời thành nhiệt?
- Máy sưởi năng lượng mặt trời - là một trong những cách để sản xuất năng lượng điện. Các bức xạ tác động lên ma trận của các tế bào quang điện trở, dẫn đến điện áp trong mạch. Trong tương lai, dòng điện này có thể được sử dụng để kết nối với các thiết bị sưởi ấm;
- Sưởi ấm hiện đại của một ngôi nhà tư nhân Bộ thu năng lượng mặt trời. Trong trường hợp này, có sự truyền trực tiếp năng lượng nhiệt từ bức xạ mặt trời sang chất làm mát. Cái sau được đặt trong một hệ thống đường ống nằm trong một vỏ kín đặc biệt.
Hiệu quả nhất là sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời theo cách thứ hai. Vì vậy, chuyển đổi năng lượng bổ sung có thể tránh được. Mặt trời sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất làm mát, làm tăng nhiệt độ của nó. Tuy nhiên, tự sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời bằng pin điện linh hoạt hơn, vì điện có thể được sử dụng để vận hành các thiết bị điện khác trong nhà. Sự lựa chọn được xác định bởi ngân sách và công suất hệ thống cần thiết.
Trong quá trình lắp đặt pin mặt trời, phải quan sát một góc nghiêng nhất định. Tùy thuộc vào mùa, nên là 30 ° (mùa hè) và 70 ° (mùa đông).
Sự liên quan của tổ chức hệ mặt trời
Trước khi mua hoặc tự làm bộ chuyển đổi, bạn nên tìm hiểu xem việc sưởi ấm một ngôi nhà riêng bằng các tấm pin mặt trời sẽ khá hiệu quả. Đối với điều này, cần phải tiến hành phân tích chi tiết tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của hệ thống trong tương lai.
Để bắt đầu, chỉ số phơi nắng được xác định. Đây là lượng năng lượng mặt trời rơi trên bề mặt trái đất ở một khu vực cụ thể. Mức độ làm nóng của chất làm mát hoặc lượng dòng điện được tạo ra sẽ phụ thuộc vào điều này. Bộ tản nhiệt năng lượng mặt trời để sưởi ấm tại nhà nên hoạt động lý tưởng bất kể mùa nào. Tuy nhiên, trên thực tế, điều này là xa luôn luôn như vậy.
Ngoài ra, một hệ thống sưởi năng lượng mặt trời thụ động có thể thay đổi hiệu quả hoạt động do góc của bảng điều khiển.Nó phụ thuộc vào mùa. Để xác định năng lượng lý thuyết có thể, bạn có thể sử dụng dữ liệu từ bảng.
Đã dựa trên các dữ liệu này, có thể tính toán bộ thu năng lượng mặt trời để sưởi ấm, có tính đến các đặc tính kỹ thuật và hoạt động của nó. Nhưng bên cạnh đó, các yếu tố sau cần được xem xét:
- Vị trí nhà. Các vật thể tự nhiên hoặc nhân tạo không được cản trở sự sụp đổ của tia nắng mặt trời - núi, nhà cao, rừng cao, v.v.
- Nơi để cài đặt. Hệ thống sưởi năng lượng mặt trời kết hợp sẽ cần một không gian rộng - từ 2 đến 10 mét vuông. Thông thường, mái của ngôi nhà được sử dụng cho việc này. Hơn nữa, nó phải được điều chỉnh để lắp đặt các bộ thu hoặc các tấm pin mặt trời;
- Yêu cầu nhiệt lượng. Thông thường, hệ thống sưởi năng lượng mặt trời của một ngôi nhà tư nhân được sử dụng làm phụ trợ.
Chỉ sau khi phân tích này, chúng ta có thể bắt đầu chọn một chương trình sưởi ấm thay thế cụ thể cho ngôi nhà. Tổn thất nhiệt trong nhà được tính toán sơ bộ, chế độ nhiệt tối ưu được xác định. Nếu bộ thu năng lượng mặt trời trong hệ thống sưởi là phụ trợ, thì cùng một chỉ báo của hệ thống cung cấp nhiệt chính được thêm vào công suất định mức của nó.
Khi tính toán, bạn cần xem xét khối lượng của thiết bị. Bề mặt mái phải chịu được tải trọng này.
Tấm năng lượng mặt trời để sưởi ấm
Nhầm lẫn thường xảy ra - bộ thu năng lượng mặt trời cũng được gọi là pin. Nhưng trong thực tế, loại thiết bị đầu tiên thường được sử dụng để tổ chức sưởi ấm ngôi nhà bằng năng lượng mặt trời.
Nguyên tắc làm nóng nhà riêng bằng các tấm pin mặt trời là chuyển đổi năng lượng nhiệt thành năng lượng điện. Đối với điều này, các thành phần sau đây được cung cấp trong thiết kế bảng điều khiển:
- Photocell. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào chúng, sự hình thành của cái gọi là quang dẫn xảy ra;
- Vỏ bảo vệ trong suốt. Ngăn chặn thiệt hại cho tế bào quang điện tử;
- Bộ chuyển đổi dòng điện - Biến tần, máy biến thế, pin, v.v.
Những, cái đó. Trong thực tế, pin sưởi năng lượng mặt trời là một bộ sạc tuyệt vời. Trước hết, nó được thiết kế để sản xuất năng lượng điện giá rẻ. Việc sử dụng nó như là một trong những yếu tố làm nóng là không thực tế. Để sưởi ấm một ngôi nhà 60 mét vuông với tốc độ cách nhiệt bình thường, sẽ cần 6 kW năng lượng nhiệt mỗi giờ. Một pin sưởi năng lượng mặt trời tiêu chuẩn có kích thước 284 * 254 mm có công suất cụ thể là 5 W / h. Những, cái đó. Để đảm bảo cung cấp nhiệt, độ bao phủ của pin là 82 mét vuông.
Như có thể thấy từ các tính toán, điều này là không thực tế. Đó là lý do tại sao họ thích làm một bộ thu năng lượng mặt trời để sưởi ấm riêng hoặc mua các thiết lập của nhà máy.
Thay vì sưởi ấm một ngôi nhà riêng bằng các tấm pin mặt trời, chúng có thể được sử dụng làm nguồn điện giá rẻ cho các thiết bị gia dụng năng lượng thấp.
Chọn một bộ thu năng lượng mặt trời
Để hoạt động sưởi ấm hiệu quả sử dụng năng lượng mặt trời, nên lắp đặt các bộ thu. Chúng đại diện cho một hệ thống đường ống mà qua đó chất làm mát chảy. Để bảo vệ và tập trung tốt hơn năng lượng mặt trời, thiết kế được bảo vệ bởi một tấm kính trong suốt.
Để tăng khả năng hoạt động hiệu quả của thiết bị, có thể sử dụng nhiều loại chất làm mát khác nhau, điều này sẽ không làm thay đổi tính chất của chúng dưới tác động của nhiệt độ âm. Điều này rất quan trọng đối với các vùng có mùa đông lạnh. Ngoài ra, cần phân tích kỹ các ưu đãi trên thị trường và chọn thiết kế tối ưu.
Hiện tại, các nhà sản xuất cung cấp một số cách để tổ chức sưởi ấm nhà riêng của những người thu gom năng lượng mặt trời:
- Máy hút chân không. Lựa chọn tốt nhất để tổ chức một hệ thống sưởi năng lượng mặt trời thụ động. Chúng được đặc trưng bởi sự thiếu nhiệt gần như hoàn toàn;
- Bộ sưu tập phẳng. Một lựa chọn kinh tế cho sưởi ấm mặt trời. Chúng là một hệ thống ống được bảo vệ bởi một vật liệu trong suốt. Thường được sử dụng cho nước nóng vào mùa hè. Ứng dụng cho hệ thống sưởi năng lượng mặt trời kết hợp đòi hỏi phải tính đến lịch nhiệt độ trong mùa đông và lựa chọn cẩn thận chất làm mát.
Sự lựa chọn phần lớn được xác định bằng các tính toán sơ bộ - công suất và tần suất cung cấp nhiệt cần thiết. Là một lựa chọn kinh tế, bạn có thể xem xét khả năng tự sản xuất các bộ thu phẳng để sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời bằng tay của chính mình.
Khi chọn sơ đồ nối dây, diện tích của cấu trúc phải được tính đến. Cô ấy sẽ có một chỉ số nhất định của gió.
Đa tạp chân không để sưởi ấm
Một trong những vấn đề của việc vận hành bộ tản nhiệt năng lượng mặt trời để sưởi ấm một ngôi nhà là sự mất nhiệt lớn. Chúng là do đặc thù của hoạt động - bảng điều khiển phải được đặt bên ngoài phòng nóng để hấp thụ năng lượng mặt trời. Để giải quyết vấn đề này, một bộ thu năng lượng mặt trời chân không cho hệ thống sưởi ấm đã được phát triển.
Thiết kế của ống góp chân không bao gồm vỏ ngoài và hệ thống ống thủy tinh bên trong. Để cách nhiệt tốt hơn, các đường ống được tách ra khỏi môi trường bên ngoài bằng một lớp chân không với không khí thải. Trong thực tế, toàn bộ cài đặt là một phích nước lớn trong suốt.
Các chi tiết cụ thể của bộ thu năng lượng mặt trời chân không trong hệ thống sưởi như sau:
- Việc sử dụng một chất lỏng đặc biệt với ngưỡng sôi thấp làm chất làm mát. Trong trường hợp này, việc truyền năng lượng nhiệt hiệu quả hơn thông qua bộ trao đổi nhiệt sang môi trường gia nhiệt chính - nước;
- Áp dụng một lớp phủ đặc biệt trên bề mặt bên trong làm tăng khả năng hấp thụ năng lượng mặt trời nhiệt;
- Độc lập công việc với nhiệt độ không khí bên ngoài.
Đối với hoạt động bình thường của hệ thống, sẽ cần phải cung cấp cách nhiệt đáng tin cậy của bộ trao đổi nhiệt. Bạn cũng nên cách nhiệt đường ống ở những nơi đi qua các phòng không sử dụng - một gác mái, một chiếc bánh lợp. Để tính toán bộ thu năng lượng mặt trời để sưởi ấm, có thể sử dụng các sơ đồ tiêu chuẩn. Nhưng phải lưu ý rằng hoạt động của nó sẽ không hiệu quả khi nhiệt độ của chất làm mát trong mạch giảm xuống + 22 ° C.
Vào mùa đông, cần phải làm sạch bề mặt của người thu gom khỏi nắp tuyết. Do đó, bạn cần suy nghĩ trước một cách để thực hiện sự kiện này.
Bộ thu năng lượng mặt trời phẳng để sưởi ấm
Để tạo ra một hệ thống sưởi năng lượng mặt trời cho một ngôi nhà tư nhân với chi phí tối thiểu, các bộ thu phẳng thường được lắp đặt. Chúng khác với chân không trong một thiết kế đơn giản. Tuy nhiên, điều này làm tăng các yêu cầu cho hoạt động của họ.
Bộ thu phẳng cũng có một hệ thống đường ống nội bộ. Tuy nhiên, nó được làm từ ống đồng hoặc polymer. Để bảo vệ, polycarbonate hoặc kính cường lực được sử dụng. Bề mặt bên trong được cách nhiệt bằng lò sưởi - bông khoáng hoặc polystyrene. Dưới ảnh hưởng của ánh sáng mặt trời, các ống nóng lên và do đó, nhiệt độ của chất làm mát tăng lên.
Đối với một bộ thu năng lượng mặt trời phẳng trong hệ thống sưởi ấm, có những hạn chế hoạt động nghiêm ngặt:
- Chỉ có chất chống đông có thể được sử dụng như một chất mang nhiệt. Nếu không, đóng băng nước và phá hủy đường ống sẽ xảy ra;
- Để lưu thông tốt hơn trong quá trình truyền nhiệt, việc lắp đặt máy bơm là cần thiết;
- Ở nhiệt độ dưới -10 ° C, hiệu quả của hệ thống giảm đáng kể.
Do yếu tố thứ hai, không nên tổ chức sưởi ấm ngôi nhà bằng năng lượng mặt trời bằng cách sử dụng các bộ thu phẳng ở những vùng có nhiệt độ thấp vào mùa đông. Do đó, hầu hết họ thường làm một bộ thu năng lượng mặt trời bằng phẳng để sưởi ấm tự làm để cung cấp nước nóng vào mùa hè, mùa xuân hoặc mùa thu.
Các chuyên gia khuyên nên cung cấp nhiệt bằng năng lượng mặt trời dựa trên các bộ thu phẳng chỉ ở các khu vực phía Nam của đất nước với mùa đông tương đối ấm áp.
Tự sưu tầm
Cần lưu ý ngay rằng một nhà sưu tập có bàn tay của chính mình sẽ không hoạt động để đảm bảo sưởi ấm mặt trời. Để làm điều này, sử dụng thiết kế sản xuất của cấu trúc chân không được thảo luận ở trên. Nhưng ở nhà gần như không thể thực hiện được do thiếu thiết bị và vật tư cần thiết. Do đó, chúng tôi xem xét một trong những phương pháp đơn giản nhất để sản xuất pin sưởi năng lượng mặt trời để cung cấp nước nóng.
Đối với sản xuất, các vật tư tiêu hao sau sẽ được yêu cầu:
- Tấm Polycarbonate tổ ong. Để cung cấp nước nóng cho một ngôi nhà mùa hè hoặc một ngôi nhà nhỏ với sự trợ giúp của bộ thu năng lượng mặt trời để tự sưởi ấm, một tấm có kích thước 2 * 1 m là đủ;
- Phụ kiện ống PVC và ống mềm. Với sự giúp đỡ của họ, một hệ thống lưu thông nước nóng và cung cấp cho người tiêu dùng sẽ được thực hiện;
- Cấu hình khung cho vách thạch cao và tấm polystyrene. Chúng là cần thiết để tạo ra một nhà ở bảo vệ trong một hệ thống sưởi năng lượng mặt trời thụ động.
Mật ong nên được đặt theo chiều ngang để làm nóng nước tốt hơn. Sau đó, các phần dọc được thực hiện trong các ống PVC. Nước nóng sẽ chảy từ một tấm polycarbonate. Trong các phần thu được, một tấm được cài đặt. Anh ta không nên đi vào đường ống cho đến khi nó dừng lại.
Sử dụng súng nhiệt, các khớp được cách nhiệt. Không có công cụ này, có khả năng cao rò rỉ trong hệ thống sưởi ấm và cung cấp nước nóng trong nước của người thu gom năng lượng mặt trời. Trước khi cài đặt trong khung, bắt buộc phải tiến hành kiểm tra rò rỉ cấu trúc. Để làm điều này, nó cần được đổ đầy nước và kiểm tra rò rỉ trực quan.
Để sản xuất khung, hồ sơ mạ kẽm cho vách thạch cao sẽ được yêu cầu. Họ sẽ thực hiện các chức năng bảo vệ tương tự như trường hợp của bộ tản nhiệt mặt trời để sưởi ấm ngôi nhà. Một lớp cách nhiệt được lắp đặt dưới tấm polycarbonate, sau đó một bộ thu năng lượng mặt trời tự tạo ra nằm xuống. Để sưởi ấm hiệu quả hơn, nên sơn tấm màu đen.
Khi tính toán bộ thu năng lượng mặt trời để cung cấp nhiệt, vị trí của mặt trời tại một thời điểm nhất định trong ngày được tính đến. Hiệu quả lớn nhất đạt được khi góc tới của tia tới vuông góc với bề mặt của cấu trúc.
Lựa chọn tốt nhất là sử dụng hệ thống sưởi năng lượng mặt trời của một ngôi nhà riêng làm phụ trợ. Để có hiệu suất tốt nhất, bạn nên lắp đặt pin nhiệt. Nước trong đó sẽ được làm nóng từ bộ thu vào ban ngày, và trong bóng tối, năng lượng nhiệt tích lũy sẽ được truyền đến chất mang nhiệt chính trong hệ thống.
Video cho thấy một ví dụ về sản xuất một bộ thu năng lượng mặt trời từ các ống polymer:
